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Image Credit: ESA/OMEGA/HRSC

欧州宇宙機関のマーズ・エクスプレス探査機は、将来のローバーが生命を探査する可能性がある領域の火星全体の鉱物マップを作る集中活動を完了した。この新分析で、火星には地質学的に３つの年代の領域があることが分かり、生命が形成した可能性がある領域についての重要な手がかりが得られた。火星に湖と海があったとすれば、それは４０億年前という遙かな昔で、この水の環境は５億年以内で消え去ってしまった。

この観測結果はマーズ・エクスプレス搭載のＯＭＥＧＡ（the Observatoire pour la Mineralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activite）観測機器による１火星年（６８７地球日）にわたる調査で、火星表面の９０パーセントをマッピングして得られた。

火星形成後すぐの、４５億年前から４２億年前までの間は、「フィロージアン時代」（ 'phyllosian' era。phyllo･silicate はケイ酸塩鉱物のこと）と名付けられており、この時代の環境は暖かくて湿気があり、今日でもその多くが残っている大スケールの粘土層ができた。

第２期は「セイーキアン時代」（theiikian）で、４２億年前から３８億年前までの時代である。この時代には火山爆発が火星全体で起き、そのために火星全体の気候が変化した。特に、大気中に放出された硫黄は水分に作用して酸性雨を作り出し、酸性雨が降った表面の岩石は元素組成が変化した。

最後の時代は最も長く続いている「シダリキアン時代」（siderikian。siderite は菱鉄鉱のこと）で、３８億〜３５億年前から現在まで続いている。この時代は水がほとんどなく、希薄な火星大気によってゆっくりとした風化作用が続いて岩石は変化していった。現在の火星が赤色をしているのはこのプロセスのためである。

この火星の時代の名称は論文の著者によって名付けられたもので、各時代に豊富だった鉱物の名称をギリシャ語で表したものである。生命を最も温存したと考えられるのはフィロージアン時代で、この時代は粘土層が湖と大洋の底に形成され、生命プロセスが始まる可能性がある湿った環境が作られていた。しかし、この粘土層は湖の底ではなく、地下に形成されたのかもしれず、この考察にはまだ疑問符が残る。

表面下の熱水活動、水を含んだ小惑星の衝突、そして火星の自然冷却でさえ、火星の表面ではなく表面下に粘土層が形成される原因となり得る。もしそうなら、火星表面環境は常に冷たく乾いたものだったのかもしれない。

いずれにしても、この水の時代の後、水は地下にしみ込むか宇宙空間に拡散するかして、火星表面から大きく消失した。こうして、局地的な一過性の水の現象以外、火星は現在の探査機で観測されるような乾燥した冷たい砂漠になったのである。火星に粘土層があるということは今回の調査で分かったことで、これによって過去の生命存在を調査する将来の火星着陸機の着陸サイトの候補地についての情報が与えられた。

もし生命が形成されていれば、この生化学進化は粘土物質の中で起きはずで、この意味で粘土層の地域の探索は魅力的である。さらに、火星の冷たい環境のために、ほとんどの生命分子の記録が現在まで保存されているかもしれないのである。

この論文は『サイエンス』誌の２００６年４月２０日号に掲載された。

Image Credit: NASA/JPL/Malin Space Science Systems

マーズ・レコネッサンス軌道船搭載の火星カラー画像撮影装置（ＭＡＲＣＩ）の赤色、緑色、青色の波長で撮影した「アルギュレ盆地」のカラー合成画像。マーズ・グローバル・サーベイヤーの広角カメラカラー合成画像は、緑色部分が赤色と青色を加えて作られた「フェイク」で、この点がマーズ・レコネッサンス軌道船のこの画像と異なっている。この画像はマーズ・グローバル・サーベイヤー画像と比べるとわずかに緑の色調になっているが、これはマーズ・グローバル・サーベイヤー画像で使われている緑色の推定強度が弱すぎることを示している（マーズ・レコネッサンス軌道船画像の緑色は、直接観測で得られたものである）。人間の目で見たときの色を再現した「自然色カラー」画像を得るにはさらにキャリブレーションが必要で、この画像は作り直されるかもしれない。

Image Credit: NASA/JPL/Malin Space Science Systems 画像：　 マーズ・グローバル・サーベイヤー（ＭＧＳ）によるフル解像度広角画像（左）とマーズ・レコネッサンス軌道船（ＭＲＯ）による初のコンテクストカメラ画像（右）の比較。ＭＧＳ画像はＭＲＯコンテクストカメラ画像撮影の約６．２時間後に撮影された。撮影時間はＭＧＳ画像が火星現地時間１３時４２分、ＭＲＯコンテクストカメラ画像がほぼ７時３２分である。

Image Credit: NASA/JPL/Malin Space Science Systems 画像：　 マーズ・レコネッサンス軌道船（ＭＲＯ）による初のコンテクストカメラのフル解像度画像（画像をクリックすると１８ＭＢのフル解像度画像をご覧になれます。容量が大きいのでご注意ください）。画像解像度はピクセルあたり８７メートルで、これはＭＲＯが最終マッピング軌道に入ったときに得られる解像度より１４．５倍低い。つまり、主ミッションで撮影されるコンテクストカメラ画像はピクセルあたり６メートルになるということである。

マーズ・レコネッサンス軌道船の３つの科学カメラのうちの２つで撮影した初の火星画像が発表された。この画像は、コンテクストカメラと火星カラー画像撮影装置のパフォーマンスを確認する初のテスト画像である。テスト画像は、今後数ヶ月かけて入る科学観測軌道より１０倍近く遠方から撮影された。なお、３番目のカメラで撮影したテスト画像は先日発表された。

２つのカメラは期待通りかそれ以上のパフォーマンスを見せ、軌道が低くなったときの画像が待ち望まれている。テスト画像撮影は３月１０日の火星到着から２週間後、「エアブレーキ」の開始前に撮影された。

探査機は今週、火星の大気上層部に接して空気抵抗によるブレーキをかけ、今後６ヶ月をかけて徐々に軌道を低くしていく。現在の探査機は火星周囲の非常に長いループ軌道を飛行しており、火星を一周するのに約３５時間かかる。火星から最も遠い軌道位置は火星から４万３０００ｋｍである。４月１２日には、探査機が火星から最も遠い地点にあるときに中程度の大きさのスラスター・エンジン燃焼が短時間行われ、探査機が火星表面から１０７ｋｍ以内を飛行して大気によるエアブレーキが行えるようにした。このような火星大気上層部を使ったエアブレーキは数百回行われ、軌道遠点が徐々に下げられて、最終的には２時間の円に近い軌道が達成される。

マーズ・レコネッサンス軌道船は科学調査軌道に入ると、６つの科学機器による系統的な火星調査を始める。火星カラー画像撮影装置は火星全体の大気と表面を毎日撮影して、大気中の雲、風に吹かれて堆積したチリ、極冠など、変化する形状を監視する。コンテクストカメラの画像はピクセルあたり６メートルで、バスケットボールコートのサイズという小さな形状まで確認することができ、幅３０ｋｍの長方形部分をカバーする。コンテクストカメラ画像は、これまで火星軌道から表面を撮影した最も解像度の高いものになる高解像度科学カメラ画像の位置がどこなのかを示してくれる。鉱物確認分光画像撮影装置はより広域を撮影することができ、広い領域をカバーして、新たにできたガリーのような小さなスケールの変化を見ることができる。

Image Credit: ESA/INAF-IASF, Rome, Italy, and Observatoire de Paris, France

欧州宇宙機関のビーナス・エクスプレスは、温室効果の惑星の南極の初画像を２０万６４５２ｋｍの距離から撮影して地球に送ってきた。この画像には、驚くほどクリアーな構造と期待以上の詳細部分が写っている。画像は、２００６年４月１１日にマーズ・エクスプレスが金星に到着し、４月１２日に軌道に入ったときに撮影された。

２００６年４月１２日にビーナス・エクスプレスが紫外線で撮影した金星南極のフォールスカラー画像。 Image Credit: ESA/MPS, Katlenburg-Lindau, Germany

いくつかの機器のスイッチは、金星軌道に入った４月１２日にすぐ入れられ、金星監視カメラ（VMC）と可視光及び赤外線熱分光撮影装置（VIRTIS）で、金星南半球の画像が宇宙探査の歴史で初めて撮影された。

画像には、南極のほとんど真上の上空に暗色の渦があるのが写っており、これは特に興味が持たれている。この渦形状の存在は以前から思われていたが、その構造が北極上空の似たような雲の構造に対応していることは現在まで未確認のままだった。このように、ビーナス・エクスプレスは金星到着わずか１日後にすでに金星の熱く動的な環境を目の当たりにしたのである。今後探査機が金星にもっと接近して解像度がこの１００倍以上良くなれば、これまでに見たことのない詳細部分が見えてきて、これらの螺旋構造が非常に急速に進化しているのが確認できるはずである。

この初期画像は金星から２０万６４５２ｋｍという非常に遠方から撮影した低解像度画像だが、それでも可視光及び赤外線熱分光撮影装置（VIRTIS）画像は驚くほどクリアーで詳細なもので、学者の目を引いている。

２００６年４月１２日にビーナス・エクスプレス搭載の金星監視カメラ（VMC）で撮影した金星南極の紫外線画像。 Image Credit: ESA/MPS, Katlenburg-Lindau, Germany

フォールスカラーＶＩＲＴＩＳ合成画像に写っているのは、左側が金星の昼の側、右側が夜の側で、解像度はピクセルあたり５０ｋｍである。昼の側の画像は、金星表面から約６５ｋｍという深い位置の雲頂部分で反射した太陽光が写っている。

赤っぽいフォールスカラーで示されている夜側の画像は１．７ミクロン波長の赤外線フィルターで撮影したもので、高度５５ｋｍ付近の大気低層部の動的な雲の螺旋構造が写っている。暗色部分は雲が厚い部分、明色部分は薄い雲に対応しており、大気下層部からの熱放射が撮影できることを示している。

ビーナス・エクスプレスは２００６年４月１１日にメインエンジンを燃焼して金星軌道に入り、現在は最遠部分が南極の下３５万ｋｍという９日の軌道にある。探査機はこの後、北極上空２５０ｋｍという金星に最も近い軌道部分を通過する。

初期軌道のビーナス・エクスプレスは、近点に達するまでデータを収集する機会があと５回ある。近点到達前には金星全体像が画像全体におさまる撮影ができるため、これらの観測機会は素晴らしいものになる。２００６年６月４日に始まる通常ミッションでは金星までの距離が近くなるため、このような金星全体像が１つの画像におさまる機会は今回だけである。

金星監視カメラ（VMC）と可視光及び赤外線熱分光撮影装置（VIRTIS）に加え、ビーナス・エクスプレス磁気計（MAG）も初期テストのためにスイッチが入れられ、正常に機能することが確認された。宇宙プラズマ及びエネルギッシュ原子分析装置（ASPERA）と共に、これら２つの機器は、磁場がない金星の乱されていない太陽風と、大気が逃げるプロセスについての情報も収集する。

今後１６周回の間に、遠点を徐々に引き下げるための一連のエンジン燃焼とスラスター燃焼が行われ、探査機は５月７日に金星から６万６０００ｋｍから２５０ｋｍの高度で極を通る２４時間の最終軌道に入る。

Image Credit: NASA

ＮＡＳＡは、月の南極の氷を探す新しい探査機を打ち上げることを公表した。「月クレーター水検出衛星」(LCROSS）は、ルナ・レコネッサンス軌道船の二次ペイロードとして同じロケットで２００８年１０月に打ち上げられる。LCROSSはルナ・レコネッサンス軌道船とは別に月に接近し、月の南極に接近するとロケット上段の「打ち上げ上段」（EDUS）と探査機の「シェパーディング探査機」（S-S/C）の２つに分離され、前者は月の南極に衝突し、探査機は衝突で噴出した物質の中を飛行して水の痕跡を分析する。このミッションは、永久に太陽光の当たらない月の南極のクレーターに水が存在しているかどうかを確定する助けになる。もしここにかなりの量の水の氷があれば、将来月を訪れる宇宙飛行士がこの水からロケット燃料を作り出すことができる。

ＮＡＳＡは人間を再び月に送り込むために、２００８年からたぶん２０１６年まで様々な月ロボットミッションを行い、月面の調査とマッピングをする。この事前調査で月面着陸サイトの決定と、人間による月面長期探査のために使える酸素、水素、金属のような資源があるかどうかが調査される。月にリサーチステーションを建設することは、火星とそれより以遠に人間の探査を広げるための良い経験になる。人間の継続滞在による月探査科学プログラムは、月の地質、太陽系の歴史、物理、それに地球より弱い重力に対する生物の反応の基本的調査をする機会を与えてくれる。